堆石料真三轴条件下力学特性试验研究进展

摘要

本文综述了国内外岩土真三轴仪的发展、堆石料力学特性及机理相关的研究现状.重点介绍了本研究团队开发的大型岩土静动真三轴试验机及在堆石料力学特性试验研究方面取得的初步成果.按加载方式,土的真三轴仪可以分为三类:刚性加载真三轴仪、柔性加载真三轴仪和混合型加载真三轴仪.堆石料真三轴试验具有试样尺寸大、承压高、各方向相互干扰强、试样变形后荷载对中难、加压板与试样间摩擦效应强、试样安装和量测复杂等诸多困难.因而目前适用于堆石料的真三轴仪和试验成果均较少.考虑堆石料真三轴及复杂应力路径条件下的颗粒破碎、各向异性等,研究其力学特性并开发相应的本构模型是本课题发展的趋势.清华大学大型岩土静动真三轴试验机中联合采用了椭圆形试样帽和异形乳胶膜的封样方式,可很好地解决真三轴试样的高压密封、拆装、量测和耐久性等一系列难题.对堆石料进行了一系列真三轴复杂应力路径试验,结果表明真三轴试验中堆石料表现出更明显的应力诱导各向异性和应力状态依赖性,特别是对小主应力-应变关系、球应力-体应变关系和广义剪应力-剪应变关系的影响更显著.球应力和广义剪应力对体积应变和广义剪应变之间存在着明显的交叉影响.